Apa yang Terjadi pada Gen Setelah Kematian

2024 Pengarang: Malcolm Clapton | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 04:00

Beberapa sel tetap aktif selama berhari-hari atau bahkan berminggu-minggu setelah tubuh mati.

Bagaimana pertanyaan ini dipelajari

Sebelum kita menjadi diri kita sendiri, sebelum kita memiliki otak, sel-sel kita sudah aktif bekerja: mereka membelah, berdiferensiasi, membentuk "batu bata", yang kemudian akan dilipat menjadi organisme utuh. Tapi ternyata mereka tidak hanya mengantisipasi diri kita sendiri, tetapi juga hidup lebih lama dari kita.

Semuanya dimulai dengan studi Thanatotranscriptome: gen yang secara aktif diekspresikan setelah kematian organisme oleh genetika Alexander Pozhitkov. Pada tahun 2009, ia melakukan studi RNA ikan zebra setelah kematian mereka. Embrio ikan tropis ini transparan dan ideal untuk pengamatan, itulah sebabnya mengapa mereka disimpan di banyak laboratorium. Pozhitkov memasukkan ikan ke dalam air es, yang menyebabkan kematian mereka, dan kemudian mengembalikannya ke akuarium dengan suhu air biasa - 27, 7.

Selama empat hari berikutnya, dia mengeluarkan beberapa ikan dari akuarium, membekukannya dalam nitrogen cair, dan mempelajari messenger RNA (mRNA). Molekul berfilamen ini terlibat dalam sintesis protein. Setiap untai mRNA adalah salinan dari sepotong DNA. Kemudian Pozhitkov juga menyelidiki mRNA tikus.

Bersama dengan ahli biokimia Peter Noble, dia menganalisis aktivitas mRNA setelah kematian dan menemukan fakta yang mengejutkan. Pada ikan dan tikus, sintesis protein menurun, seperti yang diharapkan. Namun, dilihat dari jumlah mRNA, proses transkripsi (transfer informasi genetik dari DNA ke RNA) diperkuat di sekitar satu persen gen.

Beberapa gen terus bekerja bahkan empat hari setelah kematian organisme.

Ilmuwan lain memeriksa sampel jaringan manusia dan menemukan ratusan gen yang tetap aktif setelah kematian. Misalnya, setelah empat jam, ekspresi (yaitu, konversi informasi herediter menjadi RNA atau protein) gen EGR3, yang merangsang pertumbuhan, meningkat. Aktivitas gen lain berfluktuasi, termasuk CXCL2. Ini mengkode protein yang memberi sinyal pada sel darah putih untuk melakukan perjalanan ke tempat peradangan selama infeksi.

Ini bukan hanya hasil dari transkripsi gen yang berbeda yang diselesaikan pada tingkat yang berbeda, kata direktur studi Pedro Ferreira. Beberapa jenis proses secara aktif mengatur ekspresi gen anumerta.

Setelah kematian suatu organisme, yang pertama mati adalah sel yang paling penting dan paling intensif energi - neuron. Tetapi sel-sel perifer terus melakukan tugasnya selama berhari-hari atau bahkan berminggu-minggu, tergantung pada suhu dan tingkat dekomposisi tubuh. Para peneliti berhasil dalam Pemulihan sel-sel mirip fibroblas dari kulit kambing yang didinginkan hingga 41 hari kematian hewan untuk mengekstrak kultur sel hidup dari telinga kambing 41 hari setelah kematian hewan. Mereka berada di jaringan ikat. Sel-sel ini tidak membutuhkan banyak energi, dan mereka bertahan 41 hari di lemari es biasa.

Pada tingkat sel, kematian suatu organisme tidak menjadi masalah.

Belum diketahui secara pasti apa yang menyebabkan ekspresi gen anumerta. Memang, setelah kematian, oksigen dan nutrisi berhenti mengalir ke dalam sel. Sebuah studi baru oleh Noble dan Pozhitkov, Distinct sequence pattern in the active postmortem transcriptome, dapat menjelaskan pertanyaan ini.

Menggunakan data asli dari ikan dan tikus, Noble menemukan bahwa mRNA yang aktif setelah kematian berbeda dari mRNA lain dalam sel. Sekitar 99% transkrip RNA dalam sel dengan cepat dihancurkan setelah kematian organisme. Sisanya 1% mengandung urutan nukleotida tertentu yang mengikat molekul yang mengatur mRNA setelah transkripsi. Ini mungkin yang mendukung aktivitas gen anumerta.

Para ilmuwan percaya mekanisme ini adalah bagian dari respons seluler ketika tubuh dapat pulih dari cedera serius. Ada kemungkinan bahwa sel-sel dalam pergolakan kematian sedang mencoba untuk "membuka semua katup" sehingga gen tertentu dapat diekspresikan. Misalnya, gen yang merespons peradangan.

Mengapa itu penting?

Memahami mekanisme di balik aktivitas gen postmortem akan mempengaruhi transplantasi organ, penelitian genetik, dan forensik. Misalnya, Pedro Ferreira dan rekan-rekannya mampu secara akurat menentukan waktu kematian suatu organisme, hanya mengandalkan perubahan ekspresi gen setelah kematian. Ini bisa berguna saat menyelidiki pembunuhan.

Namun, dalam percobaan ini, para ilmuwan mengetahui bahwa jaringan yang diteliti adalah milik donor tanpa patologi dan disimpan dalam kondisi ideal. Dalam kehidupan nyata, banyak faktor yang dapat mempengaruhi transkripsi RNA, mulai dari penyakit dalam tubuh hingga suhu lingkungan dan waktu yang berlalu sebelum pengambilan sampel. Sejauh ini, metode penelitian ini belum siap digunakan dalam proses hukum.

Noble dan Pozhitkov percaya penemuan ini juga akan berguna dalam transplantasi organ.

Organ-organ pendonor berada di luar tubuh selama beberapa waktu. Mungkin RNA di dalamnya mulai mengirim sinyal yang sama seperti dalam kasus kematian. Menurut Pozhitkov, ini dapat mempengaruhi kesehatan pasien yang telah menerima organ baru. Mereka memiliki peningkatan insiden kanker dibandingkan dengan populasi umum. Mungkin intinya bukan pada obat-obatan yang menekan sistem kekebalan yang harus mereka konsumsi, tetapi pada proses postmortem pada organ yang ditransplantasikan. Belum ada data pasti, tetapi para peneliti sedang mempertimbangkan untuk menyimpan organ untuk transplantasi bukan dalam cuaca dingin, tetapi pada pendukung kehidupan buatan.